Si tenemos alguna posibilidad de revertir o incluso frenar el cambio climático, vamos a necesitar toda la energía limpia que podamos obtener. La energía solar podría ser una gran porción del pastel de energía. Pero particularmente en las grandes ciudades, donde el consumo de energía es alto, no hay mucho espacio abierto para establecer granjas solares masivas, por ejemplo, el Sistema de Generación Eléctrica Solar Ivanpah ocupa 3, 500 acres del Desierto Mojave de California.
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La energía puede llevarse con bastante facilidad desde áreas fuera de las ciudades. Pero la eficiencia solar tiene límites físicos, por lo que es importante utilizar todo el espacio disponible para la producción de energía. Y aunque los tejados de la ciudad dejan espacio para los paneles solares, ese espacio podría utilizarse para cultivar alimentos locales en climas templados.
Sin embargo, hay muchas ventanas potencialmente generadoras de energía en rascacielos y rascacielos.
Investigadores de la Universidad Estatal de Michigan han desarrollado colectores solares de plástico transparente que se pueden colocar en las ventanas sin obstruir la vista. Los mismos coleccionistas pueden adherirse a las pantallas de los dispositivos móviles también. Según un artículo reciente en la revista Advanced Optical Materials, el plástico deja pasar toda la luz visible. Las ventanas colectoras solares no aparecerán tintadas o nubladas para el ojo humano. En cambio, el material está incrustado con pequeñas moléculas de sales orgánicas fluorescentes, que han sido diseñadas para absorber solo partes del espectro de luz que las personas no pueden ver, como la luz ultravioleta e infrarroja cercana.
Richard Lunt, profesor asistente en el estado de Michigan y uno de los autores del artículo, dice que las moléculas son similares a las que se encuentran en la naturaleza, solo ligeramente modificadas. "Los adaptamos para satisfacer nuestras necesidades", escribe en un correo electrónico. "Eso es recolectar componentes particulares en el espectro solar invisible y brillar a otra longitud de onda en el infrarrojo". Ese "brillo" infrarrojo es luego recogido por tiras de células fotovoltaicas (esencialmente pequeños paneles solares) en el borde del material y se gira en electricidad. A partir de ahí, las ventanas cableadas podrían desviar la energía cosechada a las baterías locales o volver a la red eléctrica.
El profesor asistente Richard Lunt y Yimu Zhao, un estudiante de doctorado, prueban el material solar transparente en la Universidad Estatal de Michigan. (GL Kohuth) El colector solar transparente todavía necesita un poco de refinamiento, ya que su eficiencia es relativamente baja: solo el 1 por ciento de la luz ultravioleta e infrarroja cercana se convierte en electricidad. La mayoría de los paneles solares comerciales actuales tienen entre un 15 y un 20 por ciento de eficiencia. Pero Lund cree que la tecnología debería alcanzar el 5 por ciento o más con más investigación.
"Estamos explorando activamente rutas para mejorar la eficiencia al mejorar la eficiencia 'brillante', ampliando el rango de absorción del espectro infrarrojo", escribe Lunt. También dice que ajustar más las interacciones entre las moléculas de recolección de luz y el material transparente en el que están incrustadas debería aumentar la cantidad de energía recolectada.
Lunt dice que la idea básica de los colectores solares luminiscentes ha existido durante décadas. Pero, a diferencia de otros proyectos, este trabajo tiene como objetivo cosechar luz no visible. Afirma que se pueden hacer utilizando un procesamiento industrial estándar, y solo requieren una pequeña cantidad de células solares en el borde del material para recolectar la energía ópticamente. Eso significa que deberían ser bastante económicos de producir. El hecho de que puedan instalarse en la infraestructura existente de edificios y ventanas también debería reducir el costo en comparación con los paneles solares independientes.
Sin embargo, Lunt cree que es probable que la tecnología se muestre primero en la electrónica pequeña, porque ya produce suficiente energía para alimentar cosas como lectores electrónicos y ventanas inteligentes. El equipo ha fundado una compañía, Ubiquitous Energy, Inc., que está trabajando en la comercialización de la tecnología. Esperan ver sus colectores solares transparentes en edificios y dispositivos electrónicos móviles en los próximos cinco años.
El profesor tampoco cree que las aplicaciones potenciales se detengan allí, y señala que la tecnología se puede utilizar en otras superficies de vidrio, como los parabrisas de los automóviles.
"Incluso puede pensar en colocar estos dispositivos sobre superficies en las que se preocupa por mantener cierta estética o patrones, como revestimientos, textiles o incluso carteles publicitarios", escribe Lunt. "Podrían estar a nuestro alrededor sin siquiera saber que están allí".
